KR20020055508A - 내연기관용 흡기 포트의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관용 흡기 포트에 관한 것으로서, 특히 흡기 포트의 내경에 차이가 형성됨으로써, 연료 분사 속도가 향상되어 내연기관의 연료 충진효율이 향상된 내연기관용 흡기 포트에 관한 것이다.

본 발명에 따른 내연기관용 흡기 포트는 연료를 분사하는 연료분사노즐이 설치되는 입구부와, 연료의 공급 및 차단을 이룰 수 있도록 밸브가 설치되는 개폐부와, 상기 개폐부로부터 실린더 헤드에 형성된 흡입구에 절곡되어 연결되며, 내경이 상기 입구부에 비해 상대적으로 작게 형성되는 가속부로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

내연기관용 흡기 포트의 구조 {A intake port's structure for the internal-combustion engine}

본 발명은 내연기관용 흡기 포트에 관한 것으로서, 특히 실린더 헤드에 가까운 부위의 내경이 상대적으로 작게 형성됨으로써, 연료분사속도가 증가하여 내연기관의 연료 충진효율이 향상되도록 한 내연기관용 흡기 포트에 관한 것이다.

일반적으로 흡기 포트는 기화기에서 만든 연료를 될 수 있는 대로 저항을 적게 하여 실린더로 유도하는 관이며, 2실린더 이상의 다 실린더 기관에서는 질과 양이 균일한 연료를 각 실린더에 분하는 역할을 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 내연기관용 흡기 포트가 도시된 측단면도이다.

종래 기술에 의한 내연기관용 흡기 포트(10)는 실린더의 상면을 이루는 실리더 헤드(2)에 형성되며, 연료 및 공기가 혼합된 연료를 실린더 내부로 분사하는 연료분사노즐(40)이 위치되는 입구부(10a)와, 상기 실린더 내부로 공급되는 연료의 개폐를 이루는 밸브(20)가 설치되는 개폐부(10b)와, 상기 개폐부(10b)로부터 상기 실린더 내부로 연결되는 출구부(10c)로 구성된다.

상기 흡기 포트(10)는 상기 입구부(10a)에 설치된 연료분사노즐(40)에서 분사된 연료가 상기 실린더의 내부로 효과적으로 유입될 수 있도록 상기 실린더의 중앙을 향해 곡선을 이루며 형성된다.

상기 개폐부(10b)는 상기 밸브(20)가 상기 연료분사노즐(40)로부터 분사된 연료의 흐름에 방해되지 않으며 상기 밸브(20)가 설치될 수 있도록 상기 입구부(10a)와 출구부(10c) 사이에서 상측으로 돌출된 부위로서, 그 상면에 홀이 형성되어 상기 밸브(20)가 상기 흡기 포트(10) 내부로 삽입된다.

그러나, 종래의 내연기관용 흡기 포트(10)는 상기 입구부(10a)의 단면적(A)과 상기 출구부(10c)의 단면적(B)이 균일한 단면적을 이루며 형성되기 때문에 주조 공정에 의해 상기 실린더 헤드(2)를 제작한 후에 샌드 코어의 분리가 용이하지 않고, 상기 실린더 내부로 분사되는 연료의 압력을 증가시키기 어려워 상기 실린더 헤드(2)의 제작 시간이 많이 소요되며, 내연기관의 연료 충진효율을 향상시키기 용이치 않고, Wall Wetting이 발생하여 미연소 가스에 의한 HC가 증가될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내연기관용 흡기 포트의 구조가 개선되어 실린더 헤드의 제작이 용이하고, 연료분사노즐로부터 분사된 연료의 분사 속도 및 압력이 증가되어 실린더 헤드의 제조 시간이 단축되고, 내연기관의 연료 충진효율을 향상시킬 수 있으며, Wall Wetting의 발생이 억제되어 미연소 가스에 의한 HC가 저감될 수 있도록 한 내연기관용 흡기 포트를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 내연기관용 흡기 포트가 도시된 측단면도,

도 2는 본 발명에 의한 내연기관용 흡기 포트가 도시된 측단면도,

도 3은 본 발명에 의한 내연기관용 흡기 포트의 작동이 도시된 측단면도,

도 4은 본 발명에 의한 내연기관용 흡기 포트의 단면적이 나타난 그래프,

도 5는 본 발명에 의한 내연기관용 흡기 포트가 형성된 내연기관의 연료 충진율의 변화를 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 실린더 헤드 60 : 흡기 포트

60a : 입구부 60b : 개폐부

60c : 가속부 70 : 밸브

80 : 배기 포트 90 : 연료분사노즐

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 내연기관용 흡기 포트는 연료를 분사하는 연료분사노즐이 설치되는 입구부와, 연료의 공급 및 차단을 이룰 수 있도록 밸브가 설치되는 개폐부와, 상기 개폐부로부터 실린더 헤드에 형성된 흡입구에 절곡되어 연결되며, 내경이 상기 입구부에 비해 상대적으로 작게 형성되는 가속부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 내연기관용 흡기 포트가 도시된 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 내연기관용 흡기 포트의 작동이 도시된 측단면도이다.

본 발명에 따른 내연기관용 흡기 포트(60)는 실린더 상측을 이루는 실린더 헤드(52)의 일측에 형성되어 연료 및 공기가 혼합된 연료를 실린더 내부로 분사하는 연료분사노즐(90)이 설치되는 입구부(60a)와, 상기 입구부(60a)를 통해 유입된 연료의 분사 속도 및 압력이 증가되어 상기 실린더 내부로 토출되는 가속부(60c)와, 상기 입구부(60a) 및 가속부(60c) 사이에 상측으로 돌출되고, 홀이 형성되어 상기 가속부(60c)의 토출구를 개폐시키는 밸브(70)가 설치되는 개폐부(60b)로 구성된다.

상기 가속부(60c)는 상기 연료분사노즐(90)로부터 분사되는 연료의 분사 속도 및 압력이 증가될 수 있도록 상기 입구부(60a)의 단면적(C)에 비해 상기 가속부(60c)의 단면적(D)이 상대적으로 작아지는 경사가 형성된다.

상기 연료분사노즐(90)은 분사되는 연료가 상기 밸브(70)의 밑 부분과 실린더의 중심을 향하여 보다 효율적으로 실린더 내부로 유입될 수 있도록 종래 기술에 비해 보다 경사각이 증가된다.

아울러, 상기 흡기 포트(60)는 실린더 헤드(52)가 주조 공정에 의해 제조된 후, 상기 흡기 포트(60)를 형성하기 위해 삽입되었던 샌드 코어가 용이하게 이탈될수 있도록 상기 입구부(60a)로부터 상기 가속부(60c)까지 전면에 걸쳐 하측 방향을 향해 점차적으로 단면적이 작아지는 뽑기 구배가 형성된다.

이러한 상기 흡기 포트(60)의 단면적 설정은 실린더 헤드 전체에서 워터 재킷과 헤드 볼트의 위치 등을 고려하여 선정한 외곽 라인을 따라가는 2차원 함수인 Advance Conic Curve를 사용하여 모델링되었다.

도 4은 본 발명에 의한 내연기관용 흡기 포트의 단면적이 나타난 그래프이고, 도 5는 본 발명에 의한 내연기관용 흡기 포트가 형성된 내연기관의 연료 충진율의 변화를 나타낸 그래프이다.

이러한 구성에 의한 본 발명의 내연기관용 흡기 포트(60)는 기존의 흡기 포트에서 발생되는 연료의 Wall Wetting이 발생되지 않아 미연소 가스에 의한 HC가 저감될 수 있다.

상기한 본 발명의 내용을 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 흡기 포트(60)의 단면적이 상기 입구부(60a)에서 약 540㎟으로 균등하게 형성되고, 상기 밸브(70)가 설치된 후의 상기 가속부(60c)의 단면적이 약 490㎟인 것을 알 수 있다.

이러한 구조의 변화에 의해 내연기관의 연료 충진율의 변화를 도 5를 참조하여 살펴보면 종래 기술에 의한 내연기관의 연료 충진율이 0.363인 것에 비해 본 발명에 의한 내연기관의 연료 충진율은 0.396으로 약 10% 상승됨을 알 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 의한 내연기관용 흡기 포트는 상기 가속부의 단면적이 상기 입구부의 단면적에 비해 상대적으로 작게 형성되고, 전면에 걸쳐 뽑기 구배가 형성됨으로써, 실린더 헤드의 제조 시간이 단축되고, 실린더 내부로 분사되는 연료의 속도 및 분사 압력이 증가되어 실린더 헤드의 제조 시간이 절감되고, 내연기관의 연료 충진율이 향상되며, 연료 분사 시 Wall Wetting의 발생이 억제되어 미연소 가스에 의한 HC가 저감될 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 연료를 분사하는 연료분사노즐이 설치되는 입구부와; 연료의 공급 및 차단을 이룰 수 있도록 밸브가 설치되는 개폐부와; 상기 개폐부로부터 실린더 헤드에 형성된 흡입구에 절곡되어 연결되며, 내경이 상기 입구부에 비해 상대적으로 작게 형성되는 가속부로 구성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 흡기 포트의 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡기 포트는 전구간에 상기 흡입구 방향으로 점차적으로 내경이 작아지는 2°의 경사가 형성된 것을 특징으로 하는 내연기관용 흡기 포트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연료분사노즐은 분사되는 연료가 상기 밸브의 하측과 상기 실린더의 중심을 향하여 분사될 수 있도록 상기 입구부 측에 설치되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 흡기 포트.